[发明专利]一种热氧化法生长二氧化硅薄膜的装置和方法

权利要求书

1.一种热氧化法生长二氧化硅薄膜的装置，包括石英炉管、具有加热功能的氧气输送装置，所述石英炉管一端设有进气孔、另一端设有排气孔，所述氧气输送装置通过排气孔向石英炉管内输送氧气，其特征在于，所述氧气输送装置还通过排气孔向石英炉管内输送水蒸汽，所述石英炉管内沿轴向分布设置有两组均流罩，所述均流罩用于供气体通过时均流气体，石英炉管内位于两组均流罩之间设置有至少两个晶舟，所述晶舟用于放置衬底硅片，所述石英炉管内具有排气孔的一端与对应方向的均流罩之间设有保温腔，所述保温腔中设有引流孔与所述排气孔连通。

2.根据权利要求1所述的一种热氧化法生长二氧化硅薄膜的装置，其特征在于，所述氧气输送装置为带有加热器的氧气鼓泡瓶。

3.根据权利要求1所述的一种热氧化法生长二氧化硅薄膜的装置，其特征在于，所述保温腔为石英材料的圆筒内衬氧化锆保温棉构成。

4.根据权利要求1所述的一种热氧化法生长二氧化硅薄膜的装置，其特征在于，还包括悬臂，所述悬臂从石英炉管一端穿入石英炉管内，且悬臂可在石英炉管内沿轴向水平滑动，所述均流罩、晶舟、保温腔均固定于悬臂上。

5.根据权利要求4所述的一种热氧化法生长二氧化硅薄膜的装置，其特征在于，所述悬臂由碳化硅浆材料制成。

6.一种基于权利要求1-5中任意一项所述装置的热氧化法生长二氧化硅薄膜的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、在各个晶舟上装载衬底硅片，通悬臂将均流罩、晶舟、保温腔整体移动至石英炉管内要求的位置；

步骤2、通过氧气输送装置加热氧气并输送至石英炉管内，以将石英炉管内升温至700℃；

步骤3、通过氧气输送装置持续加热氧气并输送至石英炉管内，以将石英炉管内升温至1150℃；当石英炉管内升温至1150°时，向氧气输送装置加入水，通过氧气输送装置形成水蒸汽；

步骤4、由氧气输送装置将携带水蒸汽的氧气输送至1150℃的石英炉管内，携带水蒸汽的氧气经进气孔对应方向的均流罩均流后到达晶舟上的衬底硅片，并与衬底硅片进行接触热氧化反应，使衬底硅片上生长形成二氧化硅薄膜，生长形成二氧化硅薄膜过程中通过控制氧气输送装置输出的氧气温度，以使石英炉管内温度保持1150℃恒温，直至恒温时间达到生长工艺要求；

步骤5、恒温结束后，抽走氧气输送装置内残余的水，停止加热氧气输送装置，并令氧气输送装置向石英炉管内输送未加热的氧气，以将石英炉管内的生长有二氧化硅薄膜的衬底硅片降温至700℃；

步骤6、当衬底硅片降温至700℃时，通过悬臂将晶舟移出石英炉管，进而移出衬底硅片，然后令衬底硅片自然冷却至常温后，取走衬底硅片。